聚光器透镜面板的自动化生产的制作方法
【专利摘要】本发明属于铸件的工业制造领域，并且涉及一种装置和方法，用于自动化生产这类具有非常精细的表面结构的铸件，尤其是包含至少一个、优选圆形的根据菲涅尔透镜的阶梯区域的聚光器透镜面板。在生产透镜面板期间，处理是尤其困难的，因为在固化过程后，由于相对大的粘附力或内聚力，模具以精确重现的方式从所述产品或所述系统中移除是非常困难的。本发明的目的是提供一种用于自动化制造聚光器透镜面板的装置和方法。这是通过下述实现的：包含上板(8)和下板(1)的阴模最初以精确限定的方式将模具(6)持握到上板上，并且位于玻璃或塑料板(2)上的可变形材料(3)以精确定位的方式放置在所述下板上，随后所述上板和所述下板一起被移动并排空上板和下板中留下的中间空间，并且整个三明治包随后以挤压的方式被连接到一起并被加热直到材料变得坚固。特别设计的固定装置(13)随后确保所述三明治包能够以重现的方式解开并且模具(6)可以以限定的方式从产品(9)中分离出。
【专利说明】聚光器透镜面板的自动化生产
【背景技术】
[0001]本发明属于铸件的工业生产领域，涉及一种用于对具有非常精细的表面结构的铸件的自动化制造的装置和方法，尤其是涉及包含至少一个阶梯区域的聚光器透镜面板，优选根据菲涅尔(Fresnel)的环形阶梯区域。
[0002]铸造过程形成了通常的现有技术，其中液体的塑料或硅树脂(silicone)被注入到模具里。通常，该模具(阴模)在底部，将硅树脂或塑料注入并在上面放置玻璃板。随后发生长时间的硬化，并且在更长时间内(数小时)施加很小的甚至不施加额外的压力。
[0003]该过程首先是对于硅树脂而言是时间密集型的；对于较大容积的熔炉可能需要大量的模具和很大的面积。这些过程的自动化原则上至少在某种程度上是可能的，但是复杂并且耗成本。
[0004]此外，在过程中必须频繁地除去硅树脂中的气体，即在工具浸入到硅树脂中之前硅树脂必须暴露在真空中。在模具与玻璃之间铸造时这是不可能的。
[0005]欧洲专利申请EP2 159 609A1构成了相关的现有技术。其中公开了聚光器透镜面板的制造，其中低收缩率硅树脂与含有钼的催化剂混合并且被铸造到阴模的表面上。
[0006]阴模被预先制成并作为用于制造透镜面板的主模具。一旦该混合物被铸造到液态形式的模具上，硅树脂玻璃面板就被置于该液态混合物上并被挤压到该混合物上，直到该硅树脂混合物均匀地填满阴模表面并且在玻璃与阴模之间形成厚度接近0.1到0.2毫米的一层。随后，该硅树脂混合物在40摄氏度的温度在20小时的过程中聚合。
[0007]在聚合发生后，由于阴模弯曲，使玻璃与阴模分离。由此硅树脂涂覆的玻璃面板暴露出来，并且该硅树脂涂层的玻璃面板具有通常用于表面上具有环形阶梯区域的菲涅尔透镜的表面结构。
[0008]该过程不适合以自动化方式大规模地进行这种透镜面板的高效率生产。现有技术中缺少自动化能力的原因在于对液态硅树脂的处理、硅树脂的排气(液态硅树脂包含气体，必须从液相中逐渐排出气体)以及在纵向和横向接近0.1毫米容差的透镜面板的几何精度(尤其是大型设备所需要的)直到现在只能够手动地完成。在大型设备的装配中，如此低的容差产生的原因在于，透镜面板总是彼此相邻放置而使用。透镜面板必须以极端的精度来生产，以使得透镜面板的光学成像保持精确。
[0009]由于硬化过程之后粘附力相对大，模具很难完全再现地从产品移除或从设备移除，所以透镜面板生产中的处理尤其困难。
[0010]本发明的目的是提供一种能够自动化制造聚光器透镜面板的装置和方法。
[0011]该目的由具有权利要求1的特征的主题与独立权利要求的主题来实现。以归纳总结的方式表述，方案包括:首先包含上板和下板的工具以精确限定的方式在所述上板处握持住模具，可变形材料化合物置于玻璃板或塑料板上的下板上的一精确位置处，以及将上板和下板朝向彼此移动而排空(evacuate)留下的中间空间，随后整个三明治包(sandwichpacket)结合到一起，保持挤压的方式并加热直到材料为固态。尤其是，使配置的持握装置确保三明治包之后能够以可再现的方式解开，并且确保模具能够以限定的方式从产品分离。
[0012]从而所有步骤能够由机器人执行。特别是，可以在既没有产品也没有上板保留在模具上的情况下使机器人自动抓握住模具。因此也可以在下一挤压过程之前对模具进行自动化清洁，以及在例如1000个挤压过程之后对模具进行自动更换。从而该过程整体上变得能够可靠地自动化。
[0013]本发明的各个主题的有利的进一步发展和改进可见于各个从属权利要求中。
[0014]本发明的优势
[0015]以下参照权利要求。
[0016]I)根据本发明的特定实施例,在娃树脂置于玻璃上(silicone-on-glass)的聚光器透镜面板的生产中，将玻璃板置于下板上并精确地放置在相对于下板的合适位置处，所述玻璃板是在产品完成后该产品的一个组件。
[0017]此处描述的本发明的生产工具的下板和上板优选地由厚度接近8-30毫米的实体不锈钢组成，或通过诸如非常刚性的硬化等其他方式来构造，使得当它们位于水平位置时即使在长时间使用后也仅仅最低限度地偏斜(deflect)。这是必要的，以使得进行排气过程时模具与液态硅树脂之间不发生接触，并且使得在制造过程中优选地连接到上板的模具以非常精确的限定浸入到液态硅树脂中。
[0018]因此，液态材料在倒入到玻璃板上或底板上之后，固化后成为产品或产品的一部分，不能流出板的边缘，以像框一样环绕玻璃板的外围密封件的形式提供一保持装置。如果在没有玻璃板的情况下来执行工作，则这个密封件以相应的方式环绕下板。在特殊的情况下这样可以是故意的，以便例如为测试的目的来制造模具。在这方面必须确保硅树脂不会永久地连接到下板。
[0019]表示工具的模具优选为弹性的，使得在硅树脂固化后，可以将模具从硅树脂材料“剥离”，或者说是“滚离(rolled off)”。这样建议是为了使模具和产品能够以非破坏性的方式彼此分尚。
[0020]根据本发明的特定方面，在过程的开始，模具被连接到上板的一精确位置处。然后，将完整的上板与模具一起向下板连同液相硅树脂移动，以排空模具与可变形透镜材料之间的空间。优选地，提供弹簧元件作为用于这个目的垫片，垫片决定了最大接近量并优选地围绕上板与下板的边缘以分布的方式承受住上面的工具(板+模具)的重量，使得最初时模具与液相不接触。这个状态下的上板与下板形成了能够被运送到熔炉中的一个单元，该熔炉的内部空间可以被排空，例如在自动化的制造过程中。
[0021]此外，在这个熔炉中优选地提供挤压装置，其可以在排气时对模具与液相之间保持了所需间隔的前述弹簧或其他弹性元件进行过压(overpress)，并且实际上直到模具可以在真空存在下向下浸入到液相中至所期望的浸入深度。在这个过程中，模具的向下突出并以多种形式存在的浮凸边缘(relief edge)不穿透整个液态娃树脂,而是留出接近0.1到1.0毫米的剩余距离。由于真空，因此没有原本在浸入时会产生的空气包含物(inclus1n)。
[0022]下板和上板以及内置模具和液态硅树脂组成的整个三明治样结构随后在这个状态下被加热，使得硅树脂交联并且形成已知的、弹性固体形式，其表面由模具的表面浮凸所确定。硅树脂充分地交联并且在大约10分钟后固化，操作温度为大于50-60摄氏度。
[0023]这种三明治布置随后可以通过下述方式打开:将上板从最初保留在下板上的模具上升起。为了这个目的，需要使得上板与模具之间的连接装置的持握力是直接地可调的，从而使该持握力小于固化的透镜材料与模具之间的内聚力。这样的连接装置可以，例如是磁体，该磁体以各个独立磁片彼此叠置的形式形成磁体元件。充分多的这些磁体元件随后分布在模具的边缘和表面上。模具的后侧具有相应的对于磁体的紧固点，例如使对应于磁体形状的磁性材料的基盘进入到模具中或被紧固到模具的表面。
[0024]II)作为以上根据项I)描述的制造装置及与之相关联的方法的替代方案，当液态硅树脂化合物或塑料化合物位于下板上时——所述下板具有向上的去模结构，液态硅树脂化合物或塑料化合物可以被铸造到模具上，优选为在去模结构上方的空间已经被排气之后。在这个方面，当排气没有发生时，硅树脂化合物应当尽可能的粘稠，以使得产品中没有任何永久的空气包含物。随后玻璃板可以被放置在硅树脂化合物上，优选地在液态硅树脂与玻璃板之间的空间也被排气之后。如上所述，之后上板可以被放置在玻璃板上，并且优选地以容易打开的紧固方式固定。上板随后可以以挤压的方式作用在玻璃板、硅树脂、模具以及下板上，并且该“三明治包”同样可以暴露于升高的温度下，使得硅树脂固化并连接到玻璃板。
[0025]然后在打开这个工具时，模具必须同样地最初保留在产品中。这优选通过下述实现:将由玻璃板和固化硅树脂构成的上板连同固定到上板的产品一起，包括由内聚力吸附于其上的模具，从下板上升起。
[0026]III)将工件从模具上去模优选地发生在以上项I)和II)两种情况中:模具——其由于弹性可能会发生弯曲——可以从产品边缘处升起，所述模具由相应地布置的向下持握装置(holding-down means)从边缘向内一定距离地进一步挤压到产品中，由此将模具从产品中剥离或滚离。由此确保了产品可以以自动化的方式、井井有序并且没有损坏地从模具中脱离。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]附图示出了本发明实施例，并在以下更详细地来描述。
[0028]图1以俯视的视角示意性地示出了生产工具的材料部件的三明治样结构，所述生产工具的材料部件包括以分解的、横向偏置的方式示出的模具和产品；
[0029]图2以部分截面视图示出了生产方法的第一步，其中将液态硅树脂涂到玻璃板，玻璃板转而置于生产工具的下板上；
[0030]图3同样以横向部分截面视图示出了图2的情形，通常模具6被从上向下拉得更近，模具转而被磁体固定到上板；
[0031]图4同样以横向部分截面视图示出了图3的情形，根据此图，模具浸入到硅树脂透镜材料的液相中；
[0032]图5同样以横向部分截面视图示出了本发明生产工具打开之后的情形，其中包括磁体的模具保留在产品中并且上板已经被向上拉开；
[0033]图6同样以横向部分截面视图示意性地示出了模具是怎样从产品中剥离出来的；并且
[0034]图7A)，7B)，7C)示出了本发明工具的示意侧视图，所述工具可以优选地被用于将模具从产品中自动剥离出来。
【具体实施方式】
[0035]附图中相同的标号指示相同的部件或功能上相同的部件。
[0036]图1示意性地示出了三明治样结构，其被选作生产工具的材料部分的一个示例，包括模具6和产品9，从俯视的视角，以分解的、横向偏置的方式表示。
[0037]图1所示的本发明的用于制造聚光器透镜面板的三明治样结构的生产工具优选地支撑在支架上，用来实施本发明生产方法的第一步，其中液态硅树脂材料涂到作为硅树脂的载体(材料)的玻璃板上，以独立的方式设置所述支架使得一个或多个机器人可以处理该三明治样结构中的各部分。
[0038]具体地，从底部向顶部看，在生产工具的三明治样结构中，所示出的生产工具首先包含实体不锈钢的下板1，其具有I厘米左右的厚度，比相关联的模具稍微宽一些并且长一些。因此在所有方向上的横向外侧伸出部分产生大约5到7厘米宽的条带。用于对布置在下板I上方的其他物品进行精确定位的机械上可活动的不同功能性元件附着于由标号20标记的边缘条带，所述边缘条带在板的四个边缘上都存在。
[0039]此外，在上板和下板上提供有一些间隔保持元件10，11，12，所述间隔保持元件在生产方法的不同步骤中精确地保证上板8与下板I之间合适的距离或模具6与透镜材料3之间合适的距离。这些元件优选为螺旋弹簧11，每个螺旋弹簧11被引导围绕销10，销10例如是被拧到下板上，并且所述螺旋弹簧在长度上的尺寸被定制为，使得它们在上板与下板被向一起挤压时充当上板8的隔离物，并且销10各自以紧密配合的形式匹配到上板中形状相同的相应凹处12中。
[0040]在生产方法的开始，玻璃板2放置在下板I上并充当液态硅树脂材料3的载体材料，该硅树脂材料将在该方法的进一步的过程中被模具6挤压并且会得到已知的菲涅尔透镜结构。
[0041]密封框5在边缘条带20与玻璃板2之间的过渡处延伸；密封框5形成了一个密闭的矩形并且防止将液态硅树脂材料以液体形式涂到玻璃板之后，液态硅树脂材料溢出玻璃板的边缘向外侧流失。在图1中，透镜材料3不再作为液态示出，而是作为固态的并且柔韧的材料，诸如已知的交联状态的硅树脂。因此图1被认为是在完成制造过程之后仅仅示意性地示出了三明治包的基本结构。
[0042]模具6包含将变形为行/列结构菲涅尔透镜的典型结构，其中每行存在四个菲涅尔透镜并且每列存在四个菲涅尔透镜。在这个示例中，生产出模具的总长和总宽接近48厘米。模具厚度接近2到5毫米。
[0043]模具6具有多个磁体13，磁体13附着分布在所述模具的表面上并且固定于模具的朝上的背侧；该磁体具有圆形横截面，因此为圆柱形状，其具有足够大的高度，使得这些圆柱形磁体延伸通过非磁性隔板4上相对应的切孔12并且建立与布置于隔板4之上的上板8的相互吸引。
[0044]由于上板8同样包括磁吸性不锈钢，即使当模具6在垂直方向面朝下并且该模具的平面处于水平方向时，模具6也通过插入的隔板4附着到上板8，例如在方法开始时，将其下方带有隔板和模具的上板向硅树脂的液相移动，就是这种情况。设置磁体的圆柱高度使得所有磁体与上板之间的磁吸力大于模具和隔板7的重力。当模具6和隔板7的质量总计为6千克时，例如，分布于表面上的各个磁体的圆柱高度设置为使其超过模具6和隔板的重力的约20%，即处于大约72N。由此确保了在模具6下沉到液相时仍保持牢固地连接于上板8。
[0045]透镜材料3和载体材料2可以为同一种材料，例如液态的，或固化的硅树脂。这样则会在交联之后产生整体的产品。
[0046]如图3和4所示，位于下板I的销10略呈圆锥体并在两板接近时插入到上板的密封框5中的相对应的切孔11中，而且当模具6已经完全插入到液态硅树脂化合物中时，销10在上板8中提供精确配合座。
[0047]模具6与隔板7相对于上板8被相似地配置的定位，以及相应地精确配置的下板I上的玻璃板2的定位，使得上板能够被推压到下板上并与之精确匹配，并且在这方面，内置板，包括模具和玻璃板在内，相对于彼此精确地匹配定位。
[0048]进一步,适配十字元件(fitting crosses)或其他引导元件可以在定位中起到附加的稳固作用，所述元件可以布置在边缘条带20处或者也可以布置在模具表面的内部，优选设置在菲涅尔透镜的边缘区域，使得光学成像能力不被削弱。
[0049]根据本发明示出的生产工具的三明治样结构具有材料上及结构上稳定的构造，这使得该生产工具能够在这种模制过程通常遇到的大多数不同环境中使用，尤其是在高温和闻压力环境下。
[0050]根据本发明的一个特定方面，提供了模具6与上板8之间的可拆卸连接，其在示出的实施例中由一个或多个永久性磁体13和相应的磁性反片(magnetic counter-pieces)以以下的方式来配置:
[0051]一方面，当模具6和上板8彼此叠置并精确地对准时，模具6能够抵抗重力保持在上板8上。
[0052]另一方面，由于模具与产品之间存在内聚力，在用模具模制出产品后，并且在打开生产工具且下板I和上板8重新建立了它们之间的增大的间隔后，模具6仍保留在产品9上，见图5。
[0053]在这一方面，对磁体的个数、布置以及吸持力进行选择，使得在模制过程中模具6可靠地采取其相对于上板以及在产品9处的位置。
[0054]在这一方面还做出规定:在模具6的后侧提供用于磁体13或可选地用于其磁性反片的隔板7中的切孔12或洞12，并且磁体13的吸持力选择为，使得在模制过程中模具6能够可靠地采取并保持其相对于上板8以及在产品9处的位置。
[0055]在一个替换方案中，如果隔板7特别薄或完全被省略，则磁体13或其磁性反片也可以引入到模具6的切孔中或上板8的切孔中。
[0056]这些措施确保不必像现有技术中通常需要的那样:必须采取额外的主动和被动的措施来辅助对模具6的位置的采用或来监视其位置，例如，当要实现产品的高精度且仅具有很小的组件容差时。现有技术中此处需要相当大的工作量，例如，由工作人员通过摄像机和相应的监视器实施连续视觉监控。
[0057]以下将参照图2到6更详细地描述本发明的聚光器透镜面板的示例性的制造过程。
[0058]图2以部分截面的表示示出了生产方法的第一步，其中将液态硅树脂材料3涂到玻璃板2，玻璃板2置于生产工具的下板I上。
[0059]首先，用作液态硅树脂化合物3的载体材料的玻璃板2由机器人放置在下板2上，并通过上述定位装置在该处精确地对齐。为此，下板I优选地在四个角落中的三个角落处具有引导网(guide web)，所述引导网彼此垂直延伸并且将来自不具有引导网的那个角落的玻璃板放置在所述弓丨导网中。该工作过程也可以由机器人来执行。
[0060]随后上述密封框5也由机器人放置，以类似的方式定位，并可选地由一个或多个卡入式(snap-1n)连接件(未示出)固定到下板或玻璃板。
[0061]然后，将液态透镜材料3，例如液态硅树脂，区域性地(areally)分布在玻璃板上，其与交联催化剂以相对应地预期的量由相应的撒布设备(dispensing device)来混合,使得得到近似恒定的厚度的液态的或糊状的薄膜分布在表面上。这同样可以由机器人使用灌入或注入工具来完成。这样就产生了如图2所示的情况。
[0062]图3同样以侧部截面视图示出了图2的情况，其中将模具6从上向下拉得更近，模具6被磁体13固定到上板8。
[0063]为了这个目的，在机器人已经清洁了用于该过程的模具6，由机器人在牢固地固定在其上的磁体圆柱13处拾起模具6，此时隔板7已经放置在模具6的后侧，然后将放置有隔板7的模具6放置在上板8上，由所述磁体的吸引力牢固地吸住并相对于上板8定位。
[0064]该定位优选地发生在以下情况:隔板7在它的面向上板的一侧同样具有引导元件，该引导元件也与上板上提供的相应的引导元件接触，并且它们在精确地彼此对齐时具有对齐的边缘。这同样可以以与上面描述的定位类似的方式通过机器人进行。特别是，即使当模具6的隔板7仅通过磁体13的吸力保持在上板8处来对抗重力作用时，定位也是可能的。
[0065]生产工具随后被闭合:将上方的三明治样部分缓慢地朝向下方的三明治样结构移动，其中上方的三明治样部分包括上板8、隔板7以及模具6，下方的三明治样结构包括下板1，载体板2以及液态硅树脂3，前述的销10分别匹配到相应的切孔或洞11或12中并被导入其中(见图1)。
[0066]在这方面，最初在模具表面与液态娃树脂表面之间维持某一期望间隔，例如3mm高度差，在随后的抽气步骤中所述期望间隔被抽空。特别地，要被抽空的间隔用附图标记22表示。间隔22通过弹簧形式的垫片维持，弹簧被推压到前述的销10上。稍后，当这些板进一步被挤压到一起时，通过相应的挤压装置对这些弹簧进行过压，以使所述模具浸入到硅树脂的液相中。
[0067]图4同样以横向部分截面视图示出了图3中的情形之后的情形，模具6已经被浸入到硅树脂透镜材料的液相中之后，并且它们已经固化并从而已经连接到置于其下面的玻璃板，从而形成了产品9。
[0068]优选地，其发生的详细情况如下:
[0069]一旦图3的三明治样生产工具结构已经在密闭状态下被排气，使得间隔22没有空气，上板8就被更进一步地挤压到下板I来对抗图3的情形中已经被激活的用于起间隔作用的前述弹簧的作用，直到实现了两个板I与8相对于彼此具有最小间隔的期望位置，该位置通过邻接元件(abutment element)来固定。因此这些弹簧被“过压”。所述两个板的这一最大接近程度具有如下效果:模具6完全浸入到硅树脂材料的液相中直到其期望位置处，并且以期望的方式挤压所述硅树脂材料。在这个状态中，三明治结构完全暴露于升高的温度中，例如60°C，并经过预定的时间段，例如10分钟，该时间段的长度选定为，至少使得液态硅树脂材料3充分地交联并已经转化为固相。由此液态透镜材料3被层压到玻璃板2上，由此得到产品9，即一种硅树脂在玻璃上的复合材料。
[0070]为了排气的目的并为了对液相硅树脂3进行所需的加热，优选地为了提高生产方法的效率，三明治样的工具结构可以作为整体同时与多个相同的或相似的其他三明治样结构放在一起，由机器人放入一熔炉样排气挤压装置中，而该装置的内部也能够可选地包含所需的挤压工具，所述挤压工具是使各个模具6浸入到各个相关的硅树脂液相中所必需的(对抗弹簧的反作用力)。
[0071]因此，在优选的方式中，上述熔炉样装置包含中空的空间，一个或多个三明治样结构可以被机器人引入所述中空的空间中，并且对整个所述中空的空间可以进行排气，且其中所述多个三明治样结构可以各自被独立地挤压或者一起挤压以形成堆叠结构(stack)，使得每个模具6浸入液相中直到期望深度，该期望深度由所述堆叠结构的各个上板与下板之间的各个所需最小间隔提供。在这方面，必须确保所提供的处理热量尽可能快地进入到液态硅树脂中。
[0072]该装置的一个有益的实施例包括:热辐射板，各个热辐射板布置于彼此之上，其可以由电流加热，彼此平行排列，并在每种情况中它们之间能够容纳一个相应的三明治样结构，其中热传递应当尽可能快地发生，并且发生在各个上板与下板的整个表面上。通过使用可液压移动的挤压工具将热辐射板向彼此挤压直到在每个三明治中达到期望位置。
[0073]在下一步中，本发明的生产工具被打开，如图5所示。硅树脂发生交联。
[0074]图5同样以横向部分截面视图示出了本发明生产工具打开之后的情形，其中，包括磁体13的模具6保留在产品9中并且上板8已经被向上拉开；
[0075]—旦对可选地存在于加热排气装置中的挤压装置的弹簧进行过压的压力已经消除，各个上板8的重量仍挤压所述弹簧，上述销10仍以高匹配精度位于相应的匹配孔中，但由于弹簧再次起到垫片的作用，并且由于磁体13的吸力被选定为使得该吸力小于在现已制备的产品9中将模具6保持在一起的内聚力，使得压力减少，因此上板8从模具6升起。
[0076]在之后的步骤中的一个步骤中，上板8与隔板一起现在从模具6进一步被移开，使得滚离去模过程(rolling-off demolding process)可以在模具6与产品9之间发生。该步骤如图6所示。
[0077]图6同样以横向部分截面视图示意性地示出了弹性的模具6是怎样从产品9剥离出来的。
[0078]在该去模步骤中，模具6，包括固定到模具6的磁体13在内，现在被从产品9剥离(剥离过程)。这优选借助滚筒状的滚离工具来完成，该滚离工具最初由机器人放置在模具6上，使得滚筒的轴类似模具6位于水平位置，优选地，滚筒最初位于接近所述模具边缘处，在所述滚筒表面上施加轻微的、足够的压力。
[0079]现在同样借助于机器人，将模具6的在其保持自由的那个边缘与滚筒之间的窄的边缘条带通过机器人用吸盘轻微地升起并连接到滚筒上。然后，在持续运转的滚离过程中，平行于模具的相对设置的两个边来移动滚筒，而在这方面，不改变在模具6上的滚筒轴的水平面，模具6同样连续地并以与滚离过程相同的速度进一步由吸盘升起。继续这样直到滚筒已经滚过与滚离过程的起始边缘相对设置的末端边缘。当滚筒的轴最初位于中央时，这可以从两侧开始进行。如果滚筒被相应地放置，则从模具的一个或多个角开始剥离也是可想象到的。从而，模具6的最后区域也被剥离出。
[0080]图7示出了本发明工具30的示意侧视图，所述工具30优选地可以用于将模具6从产品9自动剥离出来。所述工具30具有圆柱形并且绕圆柱体轴可旋转地被支撑。吸盘位于夹套表面，当滚筒开始与模具6的后侧接触时吸盘通过真空泵自动生成真空并用传感器控制。
[0081]因此，吸盘与滚筒是一体化的，并且如以上所描述的，当滚筒由机器人放置在具有平行边的所述模具的边缘上时，吸盘可以通过相应的空气传输线进行排气，并且可以被压到所述模具的后侧上。点C示出了脚点/脚线(foot point/foot line),吸盘的第一排沿脚点/脚线与在模具6的后侧接合。然后，仅沿着朝向模具中心的方向移动滚筒(见图7B)，其中模具的边缘已经附着于滚筒。因此，线C已经滚离并且所述模具的边缘已经从产品9脱模，相邻的线B恰好从产品的床层(bed)上升，并且线A是直接相邻的脚线，压力仍被施加到线A上并且线A仍与产品接触。在进一步滚离后，线C已经位于夹套表面很远的上面，并且线B稍微较低，但同样从产品9剥离出。
[0082]这种去模类型高度可靠地确保了模具和产品在质量和性能上都不被削弱。
[0083]在去模后之后，可以以合适的方式对附着于滚筒的模具进行清洁，以使模具对于图2所示情形可用于下一挤压过程并且能够立刻由机器人利用滚筒定位。
[0084]尽管已经参照以上优选的实施例描述了本发明，但是本发明并不限制于该实施例，而是可以以多种方式作出改变。
[0085]上板与下板的厚度取决于它们的偏斜(deflect1n)和可利用性。
[0086]示出的生产装置和相应的方法尤其可以用于以下模制过程:其中，在最初的过程步骤中，模具6和产品9可能彼此不接触，即，如果例如内置空间必须在第一次接触之前排空气体。这同样适用于层叠过程。这同样还适用于具有载体材料2或要被加热或要被布置的产品材料3的过程。这同样适用于模制过程，其中仅需要在过程完全结束后从产品9分离模具6，这尤其适用于以下情况:其中，产品9刚性太大以至于不能从同样为刚性的模具6中剥离。此处使用弹性的模具6，使得在打开生产工具后能通过剥离来进行弹性模具6与产品9的去模。
[0087]用于对模具6或其他板进行定位采用的措施，或用于对它们的位置进行监测的措施,可以以多种方式来改变:
[0088]适合的十字装置和类似装置及磁体将模具送入侧向位置(X和y方向)，并且使所述模具非旋转地在上板处保持垂直(Z方向)。通常不需要使定位容差小于+/-0.5。这使得可以使用机器人和简单的操作(portal)。
[0089]去模工具的实施例包括机械地模拟滚离运动(在数学上是指在轮、轮转线的外径上的点的滚离运动)而无需构造滚筒(例如，通过接近圆半径的行程气缸(strokecylinder)或弹簧盘,或类似的结构)这样的示例。
[0090]最后，从属权利要求的特征可以非常自由地并且无需按照在权利要求中出现的顺序而彼此结合，条件是这些特征是彼此独立的。
[0091]附图fa记表:
[0092]I 下板
[0093]2载体材料，例如玻璃板或硅树脂板
[0094]3透镜材料
[0095]4非磁性隔板
[0096]5密封框
[0097]6 模具
[0098]7 隔板
[0099]8 上板
[0100]9 产品
[0101]10 销
[0102]11,12 切孔，洞，孔
[0103]13 磁体
[0104]20边缘条带
[0105]22要被排空的空间
[0106]30滚筒工具
【权利要求】
1.一种生产用于表示工件的面板的方法，优选为一种聚光器透镜面板(9)，所述面板具有至少一阶梯区域，优选地是根据菲涅尔透镜的环形阶梯区域， 其特征在于以下步骤: a)在生产工具的下板(I)，优选地玻璃板(2)或位于所述下板上的硅树脂板上装载可变形材料，优选为透镜材料，其中由附着于所述下板的边缘的保留装置(5)来防止所述材料的意外流失； b)相对于模具(6)来定位所述下板(I)，所述下板优选为所述玻璃板(2)，所述模具优选为柔性模具，由机械定位装置(10，11，12)来表示所述工具，其中所述模具(6)被直接地或经由内置隔板(7)固定到所述生产工具的上板(8)； c)将所述下板(I)与所述上板(8)向彼此靠近，其中，在所述模具与所述可变形透镜材料(3)之间通过垫片装置(10，11)来维持预定的最小间隔； d)在所述下板(I)与所述上板(8)接近的状态下，排空所述模具(6)与所述可变形透镜材料⑶之间空间(22)； e)在所述排空状态下，将所述模具(6)浸入到所述可变形透镜材料(3)中，用于挤压所述工件面板，优选所述聚光器透镜面板； f)在浸入的模具(6)存在下硬化所述可变形透镜材料(3)； g)将所述上板(8)从所述模具(6)升起，其中，所述模具保留在硬化的工件(9)中，其中所述上板(8)与所述模具(6)之间的连接装置(13)的持握力人为地设置为小于所述工件(9)与所述模具(6)之间的吸附力或内聚力；并且 h)将所述工件(9)从所述模具(6)去模，其中，所述模具通过不断地进行弯曲打开而从硬化的工件(9)中剥离出。
2.根据权利要求1的方法，其中，在所述定位步骤中，所述模具(6)通过所述上板(8)与所述模具(6)之间的所述连接装置(13)被可拆卸地并且牢固地连接到对应于所述下板(I)的所述上板(8)，所提供的所述连接装置(13)的持握力为可调的。
3.根据权利要求1的方法，其中，所述上板与所述模具之间的所述连接装置(13)的所述持握力被设置为: a)非磁性隔板(7)位于所述上板⑶与所述模具(6)之间，并且包括多个切孔(12)，所述切孔被布置为分布于所述模具的表面，用于接收相应的多个磁体(13),优选为永磁体； b)使用金属制的上板⑶； c)所述磁体(13)，优选为预定强度和大小的永磁体，被提供为吸附于所述上板(8)并在布置于所述上板⑶与所述模具(6)之间的所述隔板(7)中的所述切孔(12)中； d)所述模具(6)具有与所述隔板(7)中的所述切孔(12)相对应的多个磁性反片，所述反片相应地分布在所述模具(6)的表面上并固定地连接到所述模具(6);并且 e)其中，永磁体(13)的强度与所述永磁体距离布置于模具处的所述磁性反片的间隔被选择为，使得在所述上板(8)向所述下板(I)移动时，所述模具(6)抵抗重力作用保留在所述上板处，但是当所述上板⑶上升时，由于所述模具(6)与所述工件(9)之间的所述吸附力或所述内聚力，所述模具(6)保留在硬化的工件(9)处。
4.根据权利要求1的方法，其中，在所述上板(8)与所述模具(6)之间设置所述连接装置(13)的所述持握力，替代所述永磁体的是，提供电磁体，相应地改变流经所述电磁体的电流来设置所述持握力。
5.根据权利要求1的方法，其中，提供定位元件作为附着于所述上板(8)和所述下板(I)的定位装置，所述定位元件优选为圆柱形销(10)和相应的切孔(12)或适配十字元件和相应的适配槽，还有限制所述板彼此之间的间隔的邻接元件，在所述板向彼此移动时所述定位装置相互啮合并且建立了牢固的匹配。
6.根据权利要求1的方法，其中，在所述上板(8)和所述下板(I)中的至少一个板处，提供弹簧(11)，所述弹簧(11)在所述上板(8)被放置在所述下板(I)上时补偿了所述上板的重量，并且维持了用于排空所述模具与所述可变形透镜材料(3)之间的空间(22)的预定的期望距离。
7.一种用于生产表示工件的面板(9)的方法，优选地，所述面板是一种聚光器透镜面板，具有至少一阶梯区域，优选地是根据菲涅尔透镜的环形阶梯区域，其特征在于以下步骤: a)将模具装载可变形材料，优选透镜材料，所述模具直接地或通过内置隔板被固定在生产工具的所述下板上，所述模具优选地为柔性模具，其中由附着于所述下板的边缘的保留装置来防止所述材料的意外流失； b)由机械定位装置(10，11，12)相对于玻璃板来定位所述模具，其中所述模具被固定到所述生产工具的上板(8)； c)通过将所述上板与所述下板向彼此移动来将所述可变形材料，优选为透镜材料，与所述玻璃板接触； d)硬化所述材料，优选为透镜材料，同时所述材料被连接到所述玻璃板并形成所述工件； e)从所述模具中移除所述下板，可选地与所述隔板一起移除，同时所述模具保留在所述硬化的工件中；并且 f)将所述工件从所述模具中去模，其中，所述模具通过不断地进行的弯曲打开而从所述硬化的工件中剥离。
8.一种自动化生产用于表示工件的面板的生产工具，所述面板优选地具有至少一个阶梯区域，并且优选为聚光器透镜面板，所述聚光器透镜面板优选包括根据菲涅尔透镜的环形阶梯区域，所述生产工具包括: a)一种设备，用于将生产工具的下板(I)、优选位于所述下板上的璃板(2)装载可变形材料，优选透镜材料，所述设备具有附着于所述下板的边缘的保留装置(5)来防止所述可变形材料的意外流失； b)一种设备，用于相对于模具(6)定位所述下板(I)、优选所述玻璃板(2)，所述模具(6)优选为柔性模具，所述设备由机械定位装置(10，12)彼此之间相对地来表示所述工具； c)一种设备，用于将所述下板(I)与所述上板(8)向彼此移动，具有维持所述模具(6)与所述可变形材料⑶之间的预定的最小间隔的间隔装置，所述可变形材料⑶优选为透镜材料； d)一种设备，用于在所述下板(I)与所述上板(8)接近的状态下，排空所述模具与所述可变形透镜材料(3)之间的空间(22)； e)一种设备，用于在所述排空状态下，将所述模具(6)浸入到所述可变形材料中，优选为浸入到透镜材料中，来挤压所述面板(9)或所述聚光器透镜面板； f)一种设备，用于在浸入的模具(6)存在下硬化所述材料、优选透镜材料； g)一种设备，用于将所述上板(8)从所述模具(6)中升起，同时所述模具保留在硬化的工件(9)中，在所述上板(8)与所述模具(6)之间具有连接装置(13);以及 h)一种设备(30)，用于将所述模具(6)从所述工件(9)中去模，具有从硬化的工件(9)中剥离所述模具(6)的装置。
9.根据前述权利要求的一种装置，进一步包括调节装置，所述调节装置用于设置所述上板(8)与所述模具(6)之间的所述连接装置(13)的持握力，其中，所述模具(6)可拆卸地并且牢固地连接到对应于所述下板(I)的所述上板(8)。
10.根据前述权利要求8所述的装置，进一步包括调节装置，所述调节装置用于设置所述上板(8)与所述模具(6)之间的所述连接装置(13)的持握力。
11.根据前述权利要求所述的装置，其中，用于设置所述连接装置(13)的持握力的所述调节装置包括非磁性隔板(7)，所述非磁性隔板(7)位于所述上板与所述模具之间，所述非磁性隔板包括多个切孔(12)，所述切孔被布置为分布于所述模具的表面来接收相应的多个磁体(13)、优选永磁体。
12.根据前述权利要求8所述的装置，包括金属制的上板(8)。
13.根据前述权利要求8所述的装置，包括磁体，优选为预定强度和大小的永磁体(13)，吸附于所述上板(8)并被提供在布置于所述上板(8)与所述模具(6)之间的所述隔板(X)中的所述切孔(12)中。
14.根据前述权利要求8所述的装置，其中，所述模具(6)具有多个磁性反片，所述多个磁性反片相应地布置为分布于所述模具的表面上，被固定地连接到所述模具，并且与所述隔板⑵中的所述切孔(12)相对应， 其中，所述永磁体(13)的所述强度，还有所述永磁体距离布置于模具(6)处的所述磁性反片的间隔被设置为，使得在所述上板向所述下板移动时，所述模具抵抗重力的作用而保留在所述上板处，但是当所述上板上升时，由于所述模具(6)与所述工件(9)之间的所述吸附力或所述内聚力，所述模具保留在所述工件处。
15.根据前述权利要求8所述的装置，其中，提供定位元件作为附着于所述上板(8)和所述下板(I)的定位装置，所述定位元件优选为圆柱形销(10)和相应的切孔(12)或适配十字元件和相应的适配槽，还有限制所述板彼此之间的间隔的邻接元件，在所述板向彼此移动时所述定位装置相互啮合并且建立牢固的匹配。
16.根据前述权利要求8所述的装置，其中，在所述板的至少一个板处，提供弹簧(11)，所述弹簧(11)在所述上板(8)被放置在所述下板(I)上时补偿了所述上板的重量，并且维持了用于排空所述模具(6)与所述可变形材料(3)之间的空间(22)的预定的期望距离。
【文档编号】B29D11/00GK104321187SQ201380014434
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年3月5日 优先权日:2012年3月14日
【发明者】汉斯·菲利普·安嫩, 拉尔夫·洛伊茨 申请人:瑞飞菲涅尔光学股份有限公司